《医学影像信息学》课件-29医学数字图像处理技术（一）

医学影像信息学1.医学数字图像处理技术数字图像处理是一门独立的学科，广义上讲，数字图像处理是对一幅数字图像施加一系列操作以达到预期结果的过程。例如：图像的采集和获取、图像的存储和传输、图像的变换、图像的增强、图像的恢复和重建、图像目标检测和特征参数测量、图像的分类和识别、图像内容的理解等。我们仅介绍部分医学数字图像常用的处理技术，包括动态范围压缩、谐调处理空间频率处理和减影处理。2.动态范围压缩动态范围：动态范围表示图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。动态范围越大，所能表现的层次越丰富。动态范围压缩：自然界中真实场景能够表现比较广泛的颜色亮度区间，比如从很暗的黑夜到明亮的太阳光，有将近10个数量级的动态范围。传统显示设备所能显示的场景、视频和图像通常受限于硬件设备，通常只能表达出很小一部分的亮度范围，比如如常见的8比特图像显示0到255的整数范围，因此为了能够显示高动态范围的影响，需要实现从高动态范围图像(HDR)到低动态范围图像(LDR)的映射，并且不同显示设备的出现，需要实现HDR和之间的相互转换，即动态范围压缩(DRC，DynamicRangeCompression)。如图，我们把待处理的图像作为输入，处理后的图像作为输出。对输入信号范围进行压缩的函数处理关系便是动态范围压缩方法，他包括线性移位算法、对数映射、分段函数映射、自适应性对数映射、高动态范围图像可视化算法等。2.动态范围压缩2.动态范围压缩3.谐调处理谐调处理也叫层次处理，用来调整影像对比度、影像整体密度。它以16种谐调曲线类型（gradationtype,GT）为基础，以旋转量（gradationamount,GA）、旋转中心（gradationcenter,GC）和移动量（gradationshift,GS）作为调节参数，实现密度和对比度调节，从而达到影像最佳显示。如图，以256个灰度等级为例，通过y=255-x谐调曲线便能实现黑白反转。3.谐调处理谐调曲线类型（GT）：16种旋转中心（GC）：0.3~2.6旋转量（GA）：-4~4，调对比度谐调曲线移动量（GS）：-1.44~1.44，调密度密度调整3.谐调处理对比度调整3.谐调处理4.空间频率处理空间频率：图像中单位空间距离内信号完成周期性变化的次数为空间频率。空间频率处理：是对图像空间频率响应的调节，影响影像的锐利度。空间频率处理是改变图像的锐利度，若增强高频信息，则图像锐利度提高，反之，若增强低频信息，图像锐利度降低。4.空间频率处理频率增强程度（RE）：频率类型（RT）：12类型频率等级（RN）：0~9低频等级（0~3）：用于增强大结构，软组织和肾脏等中频等级（4~5）：用于增强普通结构，肺部脉管和骨骼轮廓等高频等级（6~9）：用于增强小结构，微细骨结构和肾小区等4.空间频率处理减影方法时间减影能量减影混合减影5.减影处理=混合减影=能量减影（消除运动幅度较大的软组织）+时间减影（消除运动幅度较小的骨骼）总结与思考思考：请同学们搜索医学图像处理还有哪些技术，AI时代下有何新发展？总结：1.医学数字图像处